تکنولوژی روز در دستان شما

صنایع

از انواع کاربرد حباب فراریز در صنایع مختلف می توان به موارد زیر اشاره کرد:

کشاورزی

با پژوهش های انجام شده تخمین زده می‌شود که جمعیت کره زمین تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۹ میلیارد نفر برسد. امروزه بیش از پیش امنیت جهانی غذا از یک طرف به دلیل محدود بودن منابع طبیعی از جمله زمین های حاصل‌خیز، بذرهای با کیفیت و آب و از طرف دیگر به دلیل آسیب‌های وارده به محیط زیست در سراسر جهان، به صورت جدی مورد تهدید قرار گرفته است.

آفت‌کش ها و کودهای نانوامولسیونی

با پژوهش­ های انجام ­شده تخمین زده می‌شود که جمعیت کره ­زمین تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۹ میلیارد نفر برسد. امروزه بیش از پیش امنیت جهانی غذا از یک طرف به دلیل محدود بودن منابع طبیعی از جمله زمین های حاصل‌خیز، بذرهای با کیفیت و آب و از طرف دیگر به دلیل آسیب‌های وارده به محیط زیست در سراسر جهان، به صورت جدی مورد تهدید قرار گرفته است. باتوجه به افزایش جمعیت استفاده از آفت‌کش و کودها در افزایش تولید محصولات کشاورزی نقش لازم و ضروری را ایفا می­ کنند، اما استفاده بیش از حد از این­ گونه مواد شیمیایی مضراتی از جمله موارد زیر است.

کشاورزی پایدار، بهینه و سودمند نیازمند کم‌ترین استفاده از مواد شیمیایی زراعی است. فناوری نانو، به عنوان یک فناوری نوظهور، نقش مهمی در بهینه­‌سازی روش­ های مدرن مدیریتی در کشاورزی نوین را بر عهده دارد. به واسطه کاربرد فناوری نانو با طراحی و توسعه هدفمند آفت‌کش ­ها و کودها، از طریق رسانش عناصر غذایی به ریشه‌های گیاهان با نانوسیستم‌ها، با افزایش کارآیی به دستاوردهای شگرفی مانند افزایش بازدهی در تولید محصول، کاهش هزینه‌های تولید و حفاظت از محیط زیست دست یافت.
کاربرد مواد امولوسیونی در آفت‌کش و کودهای کشاورزی بخش زیادی از آفت‌کش ­ها و کودهای شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی به­ صورت امولوسیون (مخلوط دو یا چند مایع غیرقابل امتزاج) هستند. هرچه ذرات مواد مؤثر در ترکیب امولوسیون ریزتر شوند، عملکرد و کارایی آن افزایش می یابد. با این تفسیر با رسیدن اندازه ذرات مواد مؤثر به محدوده زیر 200 و حتی 100 نانومتر، قدرت نفوذ و پخش بالا و پایداری تقویت شده و ترکیب نهایی را به بیشترین بازدهی و کارایی می‌رساند.

سم پاشی محصولات زراعی

فرآوری لبنیات

چنانچه شیرخام به مدت طولانی نگهداری شود، فرصت لازم برای تکثیر و تولید آنزیم به میکروب‌های غیر بیماری ­زا داده می‌شود که این امر باعث پایین آمدن کیفیت ترکیبات اصلی شیر (پروتئین، چربی، لاکتوز، ویتامین ها) و همچنین ترش­ شدن آن می‌شود. برای غلبه بر این مشکلات، پس از ورود شیرخام به کارخانه به سرعت تحت فرایند پاستوریزه کردن قرار می گیرد.
با ظهور فناوری جدید هموژنایزه کردن طی دو دهه اخیر در صنایع لبنی، تحول عظیمی در این صنعت شکل گرفته است. در این سیستم مکانیکی مولکول‌های چربی، خرد شده و به صورت همگن در تمام شیر پخش می شود. یکی از معایب هموژنیزه کردن شیر هزینه ی تولید بالای آن است که یکی از دغدغه های اصلی این صنعت به شمار می ­رود.
به منظور بهره‌گیری از فناوری حباب فراریز، پوییدیگ با استفاده از روش کاویتاسیون هیدرودینامیک ماموریت ویژه خود را در طرح پاستوریزاسیون و هموژنایز کردن شیر، تعریف کرده است. با استفاده از فناوری حباب فراریز علاوه بر از بین بردن میکروب­ ها و باکتری­ های ناسالم، ذرات چربی نیز خرد می شوند. بدین ترتیب با صرف هزینه کمتر، سریعتر و بدون استفاده از مواد شیمیایی، شیر قابلیت پاستوریزه و هموژنیزه شدن را دارا خواهد بود.

گسترش دسترسی به صنایع لبنی با کاهش قیمت هزینه تمام شده

مزایا

تصفیه پساب

با توجه به افزایش جمعیت کره ­زمین و محدودیت منابع آبی، لزوم تصفیه پساب و استفاده مجدد از آن، روز به روز در حال گسترش بوده و عمومیت بیشتری پیدا می­ کند. مهم­ترین مساله در تصفیه فاضلاب و پساب شناخت ماهیت آن و کیفیت عناصر و عواملی هم­چون، ترکیبات سمی، عوامل سخت تجزیه ­پذیر COD ،BOD ،TSS ،TDS و رنگ می­ باشد. با آگاهی از هر یک از این عوامل می توان روش ­های مناسب تصفیه را برای فاضلاب، شیرابه و پساب صنعتی طراحی نمود. کمیت و کیفیت فاضلاب یا پساب صنعتی در کارخانجات و صنایع مختلف بسته به نوع و ماهیت تولیدی متفاوت بوده و به همین نسبت روش تصفیه آن­ ها نیز گوناگون است. در تصفیه فاضلاب و پساب صنعتی از روش­ های حذف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به منظور اخذ تاییدیه محیط­ زیست استفاده می­ گردد.
به منظور بهره‌گیری از فناوری حباب فراریز، پوییدیگ با استفاده از روش کاویتاسیون هیدرودینامیک ماموریت ویژه خود را در تصفیه پساب (کاهش BOD ،COD، بار آلی و مواد محلول) تعریف کرده است. با استفاده از فناوری حباب فراریز به روش کاویتاسیون هیدرودینامیکی انرژی لازم برای از بین بردن آلودگی­ ها فراهم خواهد شد. همچنین با توجه به قابلیت تزریق انواع گاز در بستر سیال، مشکل اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD) و شیمیایی (COD) کاملا برطرف خواهد شد. در صورت لزوم با استفاده از خنثی ­ساز الکتریکی، یون ­ها و فلزات سنگین خنثی سازی شده (TSS ،TDS) و بدین ترتیب با صرف هزینه کمتر، سریعتر و بدون استفاده از مواد شیمیایی، پساب تصفیه می­ شود.

حفظ محیط زیست با تصفیه پساب

مزایا

آبزی پروری

مصرف ماهی و آبزیان تأثیر مهمی در سلامت انسان و پیشگیری از بیماری ها دارند. این مواد غذایی مفید که دارای ارزش تغذیه ­ای بسیار بالایی هستند، چنانچه به مقدار کافی در برنامه غذایی افراد گنجانده شوند در پیشگیری از بسیاری از بیماری ها و حتی کنترل و کمک به بهبود عوارض و اختلالات مختلف، اثرات مهمی خواهند داشت. با توجه به اقلیم مناسب کشور ایران امکان پرورش آبزی پروری در بسیاری از مناطق وجود دارد. اما در طرف دیگر آلودگی­ ها و انگل­ ها باعث مشکلات فراوانی از جمله بیماری و مرگ ماهی ­ها می ­شود و پرورش شیلات را محدود می ­کند.
در آبزی پروری، رشد و حضور انگل ­ها، جلبک ­ها فضولات ماهی­ ها باعث آلوده ­­کردن آب و ایجاد بیماری برای ماهی ­ها خواهد کرد. انگل ­هایی از جمله ایکتیو فتریوز (لکه سفید)، هگزامیتوز یا اکتومیتیوز، دیپلوستومیازیس یا کرم چشم و ... با نفوذ به بدن ماهی­ ها باعث ایجاد انواع بیماری­ برای آن ­ها می­ شوند. در ادامه همانطور که اشاره شد انگل­ ها و جلبک­ ها باعث افزایش اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD) و اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) شده و میزان اکسیژن مودنیاز ماهی­ ها را به شدت کاهش می ­دهند. آلودگی ­ها و بیماری­ های ماهی ­ها، استفاده از این منبع غذایی برای انسان­ ها را محدود می ­کند، به همین دلیل لازم است تا با ضدعفونی کردن آب مورد استفاده ماهی ­ها عوامل بیماری ­زا از بین بروند و کیفیت آن به سطح مطلوبی برسد. با توجه به پژوهش های انجام شده، میزان اکسیژن محلول در آب به طور متوسط در حدود 8ppm است که با استفاده از فناوری حباب فراریز می توان مقدار آن را به میانگین 30ppm تا 40ppm رساند.

نحوه بین رفتن باکتری، انگل و ویروس ها در اثر انفجار حباب ها
رشد صنایع آبزی پروری با استفاده از فناوری

مزایا

نانوامولسیون­

یک امولسیون از دو مایع امتزاج ناپذیر (معمولاً روغن و آب) تشکیل شده‌است که یکی از فازها به صورت قطرات ریز در فاز دیگری پراکنده شده‌است. به منظور پراکندگی و پایداری این ذرات از جزء سومی به نام امولسیون‌کننده استفاده می­ شود. امولسیون‌کننده، ماده‌ای است که با افزایش پایداری سینتیکی، موجب پایداری یک امولسیون می‌شود. امولسیون‌های معمولی، به طور ذاتی ناپایدار هستند و با گذشت زمان، فازهای تشکیل ­دهنده از هم جدا می­ شوند و برای جلوگیری از این حالت می­ بایست به­ طور مداوم هم زده شود. لازم به ذکر است که میکروامولسیون‌ها و نانوامولسیون‌های شفاف، از این قانون تبعیت نمی‌کنند.
نانوامولسیون ­ها خواص منحصر به­ فرد و کاربردهای فراوانی در زمینه های آرایشی، بهداشتی، دارویی، غذایی و لبنی دارند اما ساخت نانوامولسیون­ ها عموما در مقیاس­ های محدود و با هزینه بالا انجام می‌شود و این امر چالش بزرگی برای ورود این نوع مواد به صنعت و تولید آن در مقیاس های بالا شده است.
در فناوری حباب فراریز با استفاده از روش کاویتاسیون هیدرودینامیک، در دو مرحله ذرات روغنی ریز و در ابعاد نانو در بستر فاز آبی پخش می­ شوند.
مرحله 1) با عبور سیال مسیر­های تعبیه ­شده مخصوص، به دلیل تغییرات شدید سرعت و فشار، تنش برشی بالایی به فاز روغنی وارد می­ شود. این امر موجب خردشدن ذرات روغن در ابعاد نانو و پخش آن در بستر فاز آبی می­ شود. مرحله 2) با تزریق حباب گازهای متنوع (عموما خنثی) در مناطق تنش بالا و مواجه با تغییرات شدید موضعی فشار و دما، حباب­ ها منفجر شده و موجب ریزتر شدن ذرات روغن می‌شوند.

ذرات روغنی در یک امولسیون

در نانوامولسیون ­ها ذرات فاز روغنی در حدود 200 نانومتر اندازه­ گیری می­ شوند که در آن ها اندازه ریز ذرات فاز روغنی به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم و پخش بهتر در سراسر فاز آبی، خواص شگفت ­انگیزی را برای نانوامولوسیون ­ها فراهم می­ کند. این خواص در دو دسته تقویت­ کننده و ظهورکننده تعریف می ­شوند:

خواص تقویت شونده

خواص ظهور کننده

آب غنی شده با اکسیژن

با توجه به رشد کشاورزی به صورت گلخانه ای، نگهداری شرایط مناسب برای رشد گیاه، در همه­ ی اوقات لازم و ضروری است. یکی از این عوامل مهم گردش جریان هوا به شمار می­ رود و در صورتی که به درستی صورت نپذیرد، رشد گیاه با مشکل مواجه شده و حتی باعث خرابی آن می ­شود.
با استفاده از غنی سازی آب دریافتی گیاهان با اکسیژن، حتی در صورت عدم گردش مناسب هوا، گیاهان به رشد خود ادامه داده و پربارتر از حالت عادی به عمل می­ آیند. هم­چنین در کشاورزی­ های بدون خاک که گیاهان در بستر آب نگهداری می­ شوند، تمام مواد مغذی لازم در آب به گیاهان داده می­ شود. در این نوع کشاورزی رساندن آب با کیفیت به گیاهان تاثیر بسزایی در رشد و برداشت محصول نهایی دارد.

افزایش رشد ریشه و برداشت محصولات زراعی